JPWO2007074759A1 - 画像読取装置及びその制御方法 - Google Patents

Abstract

ＲＧＢ３色の発光素子を用いるイメージセンサで、１画素の読取期間内に３色とも全点灯する期間と、各１つの発光素子を消灯させる期間とを設け、各期間の光量を積算して計測する。そして全点灯期間と各消灯期間との光量の差分とに基づいて、消灯した各発光素子に起因する光量を求めてその発光素子の光量とし、１画素の読取り期間全体の総光量と、各発光素子の光量から各発光素子に対応する光量情報を得る。

Description

本発明は、原稿面からの反射光を読み取る画像読取部に設けられるカラーイメージセンサユニット及びそれを用いた画像読取装置とその制御方法に関するものである。

従来よりイメージスキャナ、複写機等の画像読取装置では、原稿の画像情報を光学的に読取って電気信号に変換するイメージセンサとして、原稿に近接して等倍で読み取るコンタクト・イメージセンサ（以下、ＣＩＳと略す）が使用されている。

図８は、従来のカラーＣＩＳユニットの一例を示す構成断面図である。

主走査方向に伸長した形状を有する導光体７２の端面に配置された光源７１より出射された光は、導光体７２内に入射して長手方向に導かれ、透明な原稿支持台７８上に置かれた原稿７９を主走査幅方向にライン状に略均一に照明する。この光源７１にはそれぞれ赤緑青（以下、ＲＧＢ）３色の発光色をもつ発光素子Ｒ，Ｇ，Ｂが備えられている。同図において、フレーム７３は、導光体７２やレンズアレイ７４、センサ基板７６などの構成部材を所定の位置に固定している。

ここでは発光素子としてＲＧＢ３色のＬＥＤが用いられており、これら発光素子は、光源制御回路（不図示）の制御により時分割駆動によりそれぞれＲＧＢ独立に点灯駆動されている。つまり、各色ＬＥＤの点灯時間は、一点灯周期の１／３となる。こうして照明された原稿７９からの反射光は、レンズアレイ７４により集光されて基板７６上に配置された光電変換素子７５に伝達される。こうして、この光電変換素子７５により光電変換された電気信号はコネクタ７７より外部に出力される。この光電変換素子７５は、原稿の主走査方向に沿って読取り画素数分配列されており、例えば６００ｄｐｉでＡ４サイズの原稿を読取る場合には、約５０００個の光電変換素子が配列されている。

これに対して特許文献１には、３色のＬＥＤ光源の内の一色のＬＥＤを消灯させて２色のＬＥＤにより照射する方法が提案されている。この方法は「補色読取り」と呼ばれ、上記従来技術に対して照射光量を多くできる利点がある。また特許文献２には、カラーＣＩＳに用いるセンサＩＣ上に光電変換素子を３列設け、各素子列上にＲＧＢのカラーフィルタを搭載した色分解方式を採用する技術が記載されている。この特許文献２の技術では、光源にはＸｅランプや白色ＬＥＤ等の白色光源を用い、その白色光源を点灯したままにしていため、光源の点灯時間は上述の従来技術よりも３倍長くなる。

さらに特許文献３には、一つの受光部でＲＧＢ３色の信号を同時に検出する技術が記載されている。この技術の特徴は、カラー分離のためにシリコン内での光の進入長の違いを利用する点にある。これによれば、シリコン基板内に三重ウエル構造を形成し、異なる色（４００〜４９０nm、４９０〜５７５nm、５７５〜７００nm）の光を異なる深さにある検出部で検知している。これにより同一の位置において３原色（ＲＧＢ）による各々の情報を測定することができる。
特開平５-１２２４５５号公報（図２（ａ）） 特開２００３−３２４３７号公報 特表２００２−５１３１４５号公報（米国特許第５,９６５,８７５号公報）

上述の特許文献１の技術では、原稿とカラーＣＩＳユニットとが相対的に移動しながら２次元画像を読取っている。即ち、この従来技術では、ＲＧＢのＬＥＤが時分割で点灯しているため、相対移動している原稿上の照射位置が、各色ごとに若干異なる。これにより、画像のエッジなどでは本来の画像とは異なった色ずれが生じることになる。更に、各ＬＥＤ光源の点灯時間は一周期に対して１／３となるため、原稿を照射する光量が不足する要因となっていた。

また特許文献２の技術では、各色センサはカラーフィルタを備えており、白色ＬＥＤ光源は全部の時間点灯しているために、光源の照射位置がずれるという問題はない。このセンサＩＣの構成は、各色を検知するＲＧＢの光電変換素子列がそれぞれ独立してセンサＩＣ上に３列、それぞれ適当な間隔を有して配置されている。その間隔は、画素行間隔の整数倍となるよう設定されている。

つまり、ＲＧＢの各光電変換素子列が受ける反射光の位置は、原稿上においてＩＣ上に形成された列間の間隔分の位置ずれを持っていることになる。従って、各列の光電変換素子からのＲＧＢ出力を合成して色情報を生成する場合には、ＲＧＢ画素列の各出力ライン信号を一旦メモリに保存し、各色の画像情報間でライン間の遅延をかけて、これら３色の画像情報を合成している。これにより、原稿上の位置ずれを補正し、色ずれのない出力画像を得ている。しかし、解像度を任意に変えた場合や原稿の送りスピードを変えた場合、この遅延補正だけでは補正しきれなくなり色ずれを生じてしまうという問題があった。

また特許文献３の技術では、一つの受光部でＲＧＢ３色の信号を同時に検出しているため、同じ位置の色情報が得られる。しかし、シリコン内に進入することができる光の深さによって色分離を行っているため、上述の従来技術に比べて色分離が不完全となるといった構造上の欠点を有していた。

本発明の目的は、上記従来技術の問題点を解決することにある。

本願発明の特徴は、原稿の同一の読取位置から画像情報が得られ、かつ各発光素子の点灯時間を長くすることができる画像読取装置及び当該装置の制御方法を提供することにある。

上記目的を達成するために本発明の一態様に係る画像読取装置は以下のような構成を備える。即ち、
互いに異なる発光スペクトルを有する少なくとも３つの発光素子を有し、読取対象の原稿をライン状に照明する照明部と、
前記照射部により照射され前記原稿から反射された反射光を電気信号に変換する複数の光電変換素子と、
各光電変換素子の１画素の読取期間内において、前記発光素子の全てが点灯する全点灯期間と、前記少なくとも３つの発光素子のそれぞれ１つが消灯する複数の消灯期間を持つように前記発光素子を発光させる発光制御手段と、
前記全点灯期間及び前記複数の消灯期間で前記光電変換素子により変換された電気信号を積分して光量信号として出力する光量積分手段と、
前記光量積分手段から出力される前記全点灯期間での光量信号と、前記複数の消灯期間のそれぞれに対応する光量信号とに基づいて、前記少なくとも３つの発光素子のそれぞれの光量信号を求める演算手段と、
を有することを特徴とする。

上記目的を達成するために本発明の一態様に係る画像読取装置の制御方法は以下のような工程を備える。即ち、
互いに異なる発光スペクトルを有する少なくとも３つの発光素子を有し、読取対象の原稿をライン状に照明する照明部と、前記照射部により照射され前記原稿から反射された反射光を電気信号に変換する複数の光電変換素子とを有する画像読取装置の制御方法であって、
各光電変換素子の１画素の読取期間内において、前記発光素子の全てが点灯する全点灯期間と、前記少なくとも３つの発光素子のそれぞれ１つが消灯する複数の消灯期間を持つように前記発光素子を発光させる発光制御工程と、
前記全点灯期間及び前記複数の消灯期間で前記光電変換素子により変換された電気信号を積分して光量信号として出力する光量積分工程と、
前記光量積分工程で出力される前記全点灯期間での光量信号と、前記複数の消灯期間のそれぞれに対応する光量信号とに基づいて、前記少なくとも３つの発光素子のそれぞれの光量信号を求める演算工程と、を有することを特徴とする。

本発明によれば、原稿の実質的に同一の読取位置からの画像情報が得られ、かつ各発光素子の点灯時間を長くすることができるために、原稿への照射光量をより上げることができる。

また原稿上の画像読取位置を各色とも実質的に同一位置として色情報を読み取るので、色ずれを軽減することができる。

本発明のその他の特徴及び利点は、添付図面を参照とした以下の説明により明らかになるであろう。なお、添付図面においては、同じ若しくは同様の構成には、同じ参照番号を付す。

本発明の実施の形態に係る画像読取装置の構成を示すブロック図である。 本実施の形態に係る画像読取装置における光源（ＲＧＢのＬＥＤ）の点灯条件を説明するタイミング図である。 本実施の形態において原稿からの反射光が光電変換され、光量積分器で積分された電気信号となる様子を説明するタイミング図である。 本実施の形態に係る画像読取装置における画像信号処理を説明するタイミング図である。 、 本実施の形態１に係る画像読取装置の制御部による１枚の原稿の読取処理を説明するフローチャートである。 本発明の実施の形態２を説明するタイミング図である。 、 本実施の形態２に係る画像読取装置の制御部１１０による１枚の原稿の読取処理を説明するフローチャートである。 従来のカラーＣＩＳユニットの一例を示す構成断面図である。 実施の形態３に係るイメージスキャナの外観を示す斜視図である。

符号の説明

７１ 光源
７２ 導光体
７３ フレーム
７４ レンズアレイ
７５ 光電変換素子
７９ 原稿
１００ 点灯制御回路
１０１ 光量積分器
１０２ 演算回路
１０３ 按分回路
１１０ 制御部

以下、添付図面を参照して本発明の好適な実施の形態を詳しく説明する。尚、以下の実施の形態は特許請求の範囲に係る本発明を限定するものでなく、また本実施の形態で説明されている特徴の組み合わせの全てが本発明の解決手段に必須のものとは限らない。

本実施の形態の特徴は、受光部に、前述の図８に示すようなカラーＣＩＳユニットを用い、３色のＬＥＤを画像の読取期間内の一部の消灯期間（１つのＬＥＤのみを消灯）を除いて常時全点灯することを特徴としている。更に、３色のＬＥＤからの反射光が混じった光を同時に光電変換素子で受けて電気信号とし、光源を消灯する期間内の光量が変化する程度により、各色の光量を求めることを特徴としている。

図１は、本発明の実施の形態に係る画像読取装置の構成を示すブロック図である。尚、図１において、前述の図８の構成と共通する部分は同じ記号で示している。

光源７１は、図８に示すのと同じＲＧＢ３種類のＬＥＤを有している。これらのＲＧＢのＬＥＤは、点灯制御回路１００によっての各々別々の条件で独立して発光駆動され、これらＬＥＤからの光により原稿７９を照明している。この原稿７９からの反射光は、レンズアレイ７４（図８）を通して光電変換素子７５に導かれ、直線状に複数のセンサ素子が配置されたセンサＩＣで構成される複数の光電変換素子７５から反射光の強度に応じた電気信号が出力される。この光電変換素子の数は、例えば解像度６００ｄｐｉでＡ４サイズの原稿の読取りが可能な画像読取装置では、約５０００個となる。各光電変換素子７５からの電気信号は、各光電変換素子７５ごとに設けられた光量積分器１０１によって各素子毎の光量情報として蓄積される。こうして蓄積された光量情報は、演算回路１０２及び按分回路１０３を経て、個々の色の光量情報に分離される。

制御部１１０は、前述の各回路等の動作を制御しており、ＣＰＵ１１１、ＣＰＵ１１１により実行されるプログラム等を記憶するＲＯＭ１１２，ＣＰＵ１１１での処理時に各種データを記憶するワークエリアを提供するＲＯＭ１１３を有している。尚、前述の演算回路１０２、按分回路１０３はハードウェアでなく、ＣＰＵ１１１のプログラムにより実現されても良い。

図２は、本実施の形態に係る画像読取装置における光源（ＲＧＢのＬＥＤ）の点灯条件を説明するタイミング図である。

図において、Ｔwは、１ラインの読取期間を示し、一般のスキャナなどでは、この読取期間Ｔwは、１〜５msecの時間に設定されている。ここで各ＲＧＢのＬＥＤはそれぞれ点灯制御回路１００によって、決められた点灯条件で点灯駆動されている。ここでは、１ラインの読取期間Ｔwにおいて、ＲＧＢの各ＬＥＤはそれぞれタイミングをずらして消灯期間２００を設けて発光駆動されている点が特徴である。この消灯期間２００の時間は、この期間に他の色の反射光が正確に測定できれば良いので、計測ノイズを考慮しても１００〜５００μsecで十分である。

従って、この消灯期間２００は、１ラインの読取期間Ｔwの１／５０〜１／１０程度である。この消灯期間が長くなると光源７１の点灯時間が短くなるので、１ラインの読取期間に蓄積できる総光量が少なくなる。反対に、この消灯期間が短いほど光源７１が有効に利用されることになる。しかし、この消灯期間をあまり短くすると、その消灯期間に他の点灯しているＬＥＤの反射光の光量が余りに少ない場合にはノイズ成分が多くなり、光量の計測誤差が大きくなってしまうという問題がある。

こうして点灯制御回路１００により駆動された光源７１から原稿７９に照射された光は、原稿７９により反射されて反射光となり、図８に示す構成によって、複数の光電変換素子７５に達して光電変換され、それぞれ各画素に対応する電気信号となる。この電気信号は各光電変換素子７５ごとに設けられた光量積分器１０１により、上記１ライン分の読取期間Ｔwの間、蓄積される。

次に、説明を判りやすくするために１色分の読み取り処理について説明する。

図３は、本実施の形態において原稿からの反射光が光電変換され、光量積分器１０１で積分された電気信号となる様子を説明するタイミング図である。図において、期間Ｔw1及び期間Ｔw2は、いずれも１光電変換素子当りの１ライン（１画素）の読取期間を示し、期間Ｔw1では強い反射光（光束ｈ1）が到達しており、期間Ｔw2では、弱い反射光（光束ｈ2）が到達している。

上述したように光電変換素子７５で発生した電気信号は、この読取期間の間、光量積分器１０１で積算される。この読取期間Ｔw1の期間（ｔ1〜ｔ2）では、反射光の光束ｈ1の強度の光が積算される。そして次の期間（ｔ2〜ｔ3）では、１つのＬＥＤ（例えばＲのＬＥＤ）が消灯する。このため、この間では電気信号の増加分が少なくなる。更に、次の期間（ｔ3〜ｔ4）では、期間（ｔ1〜ｔ2）と同様に、光束ｈ1の強度の光に対応する電気信号が積算される。こうして、読取期間Ｔw1の終点ｔ4での光量値が、この読取期間Ｔw1における総光量として出力される。

図３の電気信号が、例えば赤色（Ｒ）のＬＥＤからの光の反射光によるものとする。この場合、期間（ｔ1〜ｔ2）では、図２から明らかなように、他の２色（Ｇ，Ｂ）のＬＥＤも同様に点灯している。また期間（ｔ2〜ｔ3）では、赤のＬＥＤのみが消灯し、他の緑青（Ｇ，Ｂ）の２色のＬＥＤが発光している。つまり、この消灯期間において、光量の増加量が減少した原因は、この赤色のＬＥＤが消灯したためである。

こうして得られた、光量の増加量が減少した分の光量は、そのときに消灯していたＬＥＤの光量に相当するため、この光量の増加量のロス分を求めることにより、そのＬＥＤからの光に基づく反射光量を求めることができる。

［実施の形態１］
図４は、本実施の形態１に係る画像読取装置における各ＬＥＤの駆動タイミングと、その検出した光量との関係を説明するタイミング図である。

ＲＧＢから照射されて原稿から反射された反射光は、複数の光電変換素子７５によって一括して受光されるが、消灯期間のタイミングによって色の種類が判別でき、また光量ロスに基づいて、その消灯したＬＥＤの光の反射光強度が求められる。ＲＧＢの各ＬＥＤは、上述したように、読取期間の一部の期間で消灯して光電変換素子７５により、図中の全光束で示す光量信号が計測されている。更に、光量積分器１０１によって１ラインの読取期間Ｔwの間の光束が積算される。

一般に現在のラインセンサの感度からすると、１光電変換素子当りの１ライン（１画素）の読取期間Ｔw1又はＴw２の長さを５msec程度とすることが好ましい。図４において、読取期間Ｔw1を、３つの期間Ｔw1R，Ｔw1G，Ｔw1Bに３等分している。更に、これら３つの期間Ｔw1R，Ｔw1G，Ｔw1Bをそれぞれ３等分している。そして、これら３等分した中央の期間、つまり期間（ｔ2〜ｔ3）、期間（ｔ4〜ｔ5）及び期間（ｔ6〜ｔ7）のそれぞれの期間に、１つのＬＥＤを消灯する期間を挿入する。こうすると各ＬＥＤの消灯期間は、読取期間Ｔwの１／９であり、ここでは約５５０μsecとなる。尚、ここでは３つの期間Ｔw1R，Ｔw1G，Ｔw1Bは、それぞれ赤（Ｒ），緑（Ｇ）、青（Ｂ）のＬＥＤが消灯する期間を含んでいる。

まず読取期間Ｔw1について考える。この読取期間Ｔw1でのＲＧＢの反射光の光束をそれぞれａ0，ｂ0，ｃ0とする。最初の全点灯期間（ｔ1〜ｔ2）では、その総光量は傾き（ａ0＋ｂ0＋ｃ0）の直線に従って増大し、終了後の時刻ｔ2における到達電圧値は（ａ0＋ｂ0＋ｃ0）×（ｔ2−ｔ1）となる。次の期間（ｔ2〜ｔ3）では、赤色のＬＥＤだけが消灯するため、その総光量の増加分は傾き（ｂ0＋ｃ0）の直線に沿って増大し（ｂ0＋ｃ0）×（ｔ3−ｔ2）となる。更に、次の全点灯期間（ｔ3〜ｔ4）では、その総光量は傾き（ａ0＋ｂ0＋ｃ0）の直線に従って増大し、この期間における増加分は（ａ0＋ｂ0＋ｃ0）×（ｔ4−ｔ3）となる。

ここで、時刻ｔ3において、もし赤色のＬＥＤを消灯しない場合には、その総光量は、
（ａ0＋ｂ0＋ｃ0）×（ｔ3−ｔ1）となるはずである。しかし実際には、赤色のＬＥＤの消灯により、時刻ｔ3における総光量は、（ａ0＋ｂ0＋ｃ0）×（ｔ2−ｔ1）＋（ｂ0＋ｃ0）×（ｔ3−ｔ2）となっている。いま各時間（ｔ1〜ｔ3）の時間間隔（Ｔ）を同じにすると、その差分は、
２Ｔ（ａ0＋ｂ0＋ｃ0）−｛Ｔ（ａ0＋ｂ0＋ｃ0）＋Ｔ（ｂ0＋ｃ0）｝
＝Ｔ（ａ0＋ｂ0＋ｃ0）−Ｔ（ｂ0＋ｃ0）
＝Ｔ（ａ0）
で表される。

いま例えば、時刻ｔ2における総光量に対応する電圧値が０．１［Ｖ］とすると、次の時刻ｔ3における総光量に対応する電圧値が０．２［Ｖ］となるはずである。しかし、上述のように期間（ｔ2〜ｔ3）では赤色のＬＥＤが消灯されるため、時刻ｔ3における総光量に対応する電圧値が０．１５［Ｖ］になったとする。この場合、この差分値０．２−０．１５＝０．０５［Ｖ］が、この期間期間（ｔ2〜ｔ3）における赤のＬＥＤからの光の反射光の総光量に相当することになる。

このようにして、時刻ｔ3における総光量の増分のロス分を求めることにより、期間Ｔでの赤のＬＥＤによる光の反射光の総光量を求めることができる。

同様にして、他の緑、青のＬＥＤによる、期間Ｔでの光の反射光の総光量を求めることができる。

また読取期間Ｔw2においても同様に、この読取期間Ｔw2でのＲＧＢの反射光の光束がそれぞれａ1，ｂ1，ｃ1である場合も、期間Ｔでの各色のＬＥＤからの光の反射光の総光量を求めることができる。

以下、より具体的に説明する。

図５Ａ，図５Ｂは、本実施の形態１に係る画像読取装置の制御部１１０による１枚の原稿の読取処理を説明するフローチャートである。尚、この処理を実行するプログラムはＲＯＭ１１２に記憶されており、ＣＰＵ１１１の制御の下に実行される。ここでは前述の図４を参照して、この処理を説明する。

まずステップＳ１で、１ライン（１画素当り）の読取期間Ｔwを９等分した最初の期間（ｔ1〜ｔ2）で、ＲＧＢ全てのＬＥＤを点灯して原稿を照射する。次にステップＳ２で、時刻ｔ2のときに光量積分器１０１で得られる総光量を取得する。次にステップＳ３で、期間（ｔ2〜ｔ3）で、ＲのＬＥＤのみを消灯し、他のＧ，ＢのＬＥＤにより原稿を照射する。そしてステップＳ４で、時刻ｔ3のときに光量積分器１０１で得られる総光量を取得する。次にステップＳ５に進み、ステップＳ４で得られた総光量と、期間（ｔ2〜ｔ3）で全てのＬＥＤを点灯したときに得られる予測光量値との差分を求める。そしてステップＳ６に進み、ステップＳ５で求めた差分値が、ステップＳ３の期間（ｔ2〜ｔ3）で、ＲのＬＥＤのみを消灯したことに起因する値であるため、これを期間（ｔ2〜ｔ3）の長さで除算し、単位時間当りのＲのＬＥＤによる総光量とする。

次にＧのＬＥＤに対しても同様に、ステップＳ７で、次の期間（ｔ3〜ｔ4）で、ＲＧＢ全てのＬＥＤを点灯して原稿を照射する。次にステップＳ８で、時刻ｔ4のときに光量積分器１０１で得られる総光量を取得する。次にステップＳ９で、期間（ｔ4〜ｔ5）で、ＧのＬＥＤのみを消灯し、他のＲ，ＢのＬＥＤにより原稿を照射する。そしてステップＳ１０で、時刻ｔ5のときに光量積分器１０１で得られる総光量を取得する。次にステップＳ１１に進み、ステップＳ１０で得られた総光量と、期間（ｔ4〜ｔ5）で全てのＬＥＤを点灯したときに得られる予測光量値との差分を求める。そしてステップＳ１２に進み、ステップＳ１１で求めた差分値が、ステップＳ９の期間（ｔ4〜ｔ5）で、ＧのＬＥＤのみを消灯したことに起因する値であるため、これを期間（ｔ4〜ｔ5）の長さで除算し、単位時間当りのＧのＬＥＤによる総光量とする。

更にＢのＬＥＤに対しても同様に、ステップＳ１３で、次の期間（ｔ5〜ｔ6）で、ＲＧＢ全てのＬＥＤを点灯して原稿を照射する。次にステップＳ１４で、時刻ｔ6のときに光量積分器１０１で得られる総光量を取得する。次にステップＳ１５で、期間（ｔ6〜ｔ7）で、ＢのＬＥＤのみを消灯し、他のＲ，ＧのＬＥＤにより原稿を照射する。そしてステップＳ１６で、時刻ｔ6のときに光量積分器１０１で得られる総光量を取得する。次にステップＳ１７に進み、ステップＳ１６で得られた総光量と、期間（ｔ6〜ｔ7）で全てのＬＥＤを点灯したときに得られる予測光量値との差分を求める。そしてステップＳ１８に進み、ステップＳ１７で求めた差分値が、ステップＳ１５の期間（ｔ6〜ｔ7）で、ＢのＬＥＤのみを消灯したことに起因する値であるため、これを期間（ｔ6〜ｔ7）の長さで除算し、単位時間当りのＢのＬＥＤによる総光量とする。

こうしてＲ，Ｇ，Ｂそれぞれの光量情報を求めるとステップＳ１９に進み、最終的に、読取期間Ｔwの間に蓄積された総光量を、１ラインの読取完了時刻（ｔ8）における総光量により求める。そして、この総光量を、前述の各色の総光量の大きさに基づく比率で按分して、それぞれの色の光量情報を算出する。こうして得られた１ラインのＲ，Ｇ，Ｂの光量情報を出力する。そしてステップＳ２０で、その原稿の全ラインの読み取りが終了したかどうかを調べ、全ラインの読み取りが終了した場合は、この読取処理を終了する。一方、全ラインの読み取りが終了していない場合はステップＳ２１に進み、スキャナによる読取位置を副走査方向に１ライン分移動してステップＳ１に戻り、前述の処理を繰り返す。

このように本実施の形態１によれば、各色のＬＥＤからの光の反射光強度は、１つのＬＥＤが消灯している期間も積分されるため、ノイズレベルを低下させることができる。

本実施の形態１は、全点灯期間を設けることが特徴であって、この全点灯期間では全ての色情報が同一位置で計測されることになる。１ライン（１画素当り）の読取期間の中で全点灯期間が相対的に長く、個別の色情報を読取るための１つのＬＥＤの消灯期間が全点灯期間の間にちりばめられている。これにより従来技術に対して、読み取った画像の色ずれを大幅に軽減できるという利点がある。尚、本実施の形態では、各ＬＥＤの消灯タイミングが互いにずれているため、原稿を副走査方向に高速移動しながら読取る場合には、各色の読取り位置が副走査方向に若干ずれることが考えられる。しかしながら本実施の形態では、１画素当りの読み取り期間において３色が同時に点灯している期間が消灯時間よりもはるかに長く、かつ全点灯期間での反射光強度と各色の消灯期間での反射光強度とにより各色の光量信号を得ている。これにより、各ＬＥＤの消灯タイミングのずれによる、原稿の読取り位置のずれを抑えることができる。よって、本実施の形態によれば、原稿の実質的に同じ位置から３色の色情報を得ることができる。

［実施の形態２］
図６は、本発明の実施の形態２を説明するタイミング図である。本形態の形態２の特徴は、ＲＧＢの各色のＬＥＤの消灯時間を順次切り換える点にある。

１ライン（１画素当り）の読取期間Ｔwにおいて、全てのＬＥＤを点灯する全点灯期間が先頭にあり、各ＬＥＤの消灯期間が連続して配置されている。図６において、全点灯期間（ｔ1〜ｔ2）では、全てのＬＥＤが点灯している。次に同じ長さの期間（ｔ2〜ｔ3）では、赤のＬＥＤだけ消灯する。そして次に同じ長さの期間（ｔ3〜ｔ4）では、緑のＬＥＤだけが消灯し、更に同じ長さの期間（ｔ4〜ｔ5）では、青のＬＥＤだけが消灯する。

ここでは読取期間Ｔw（時刻ｔ1〜ｔ5）の各時刻における積分光量を求め、単位時間当たりの光量変化を求める。全点灯期間の光量に対して、それぞれの消灯期間の光量増分の差分が、消灯したＬＥＤの色に対応する光量を示している。

図７Ａ、図７Ｂは、本実施の形態２に係る画像読取装置の制御部１１０による１枚の原稿の読取処理を説明するフローチャートである。尚、この処理を実行するプログラムはＲＯＭ１１２に記憶されており、ＣＰＵ１１１の制御の下に実行される。ここでは前述の図６を参照して、この処理を説明する。尚、図７Ａ、図７Ｂのフローチャートでは、前述の図５Ａ，図５Ｂと共通するステップは同じ記号で示している。

ステップＳ１〜ステップＳ６は、前述の図５Ａと同じであるため、その説明を省略する。ステップＳ９’は、ＧのＬＥＤの消灯期間（ｔ3〜ｔ4）が異なるだけで、基本的には図５ＡのステップＳ９と同じであり、ステップＳ１０’，Ｓ１１’も、時刻ｔ4が異なるだけで、基本的に図５ＡのステップＳ１０，Ｓ１１と同じである。更にステップＳ１５’〜Ｓ１７’も、ＢのＬＥＤを消灯する期間と総光量を取得する期間が異なるだけで、基本的には図５ＢのステップＳ１５〜Ｓ１７と同じである。更にステップＳ１８〜Ｓ２１も図５ＢのステップＳステップＳ１８〜Ｓ２１と同じである。即ち、ステップＳ１９では、読取期間Ｔwの間に蓄積された総光量を、１ラインの読取完了時刻（ｔ8）における総光量により求める。そして、この総光量を、前述の各色の総光量の大きさに基づく比率で按分して、それぞれの色の光量情報を算出する。こうして得られた１ラインのＲ，Ｇ，Ｂの光量情報を出力する。そしてステップＳ２０で、その原稿の全ラインの読み取りが終了したかどうかを調べ、全ラインの読み取りが終了した場合は、この読取処理を終了する。一方、全ラインの読み取りが終了していない場合はステップＳ２１に進み、スキャナによる読取位置を副走査方向に１ライン分移動してステップＳ１に戻り、前述の処理を繰り返す。

このように実施の形態２によれば、前述の図５Ａ，図５Ｂのフローチャートと比較すると明らかなように、その処理ステップの数を減らすことができる。

このように本実施の形態２の特徴は、１ライン（１画素当り）の読取期間Ｔwにおける光量の計測点の数が、前述の実施の形態１（図４）に比べて半減している点にある。これにより、演算回路の処理が極めて簡単になる。また各色のＬＥＤの点灯期間が読取期間Ｔwの３／４となる。このため、従来技術の発光時間の割合が、１ラインの読取期間Ｔwの１／３であるのに対して圧倒的に長く点灯できることにある。

更には、従来技術では、１色のＬＥＤが時分割で発光しているために、相対移動している原稿上の位置ずれが発生することが課題となっている。これに対して、本実施の形態２では、少なくとも全点灯期間で全ての色情報を同時に読取ることができ、また消灯期間でも２色のＬＥＤの反射光情報が得られるので、前述の従来技術に比べて位置ずれの影響を軽減することが可能となる。

尚、本実施の形態２では、全てのＬＥＤの点灯期間の時間幅が、１つのＬＥＤだけを消灯する消灯期間と同じ場合で説明したが本発明はこれに限定されない。例えば、全てのＬＥＤの点灯期間を、１つのＬＥＤだけを消灯する消灯期間に比べて長くすることにより、色ずれの問題を軽減することができる。

［実施の形態３］
次に本発明の実施の形態３として、前述の実施の形態１，２に係るイメージセンサユニットが画像読取装置としてフラットベット型イメージスキャナに利用される実施の形態について説明する。

図９は、実施の形態３に係るイメージスキャナの外観を示す斜視図である。

図において、８１は本実施の形態に係るＣＩＳユニットである。８３は原稿を載置する原稿支持体に対してイメージセンサユニットを移動させる駆動モータ、８４はワイヤ、８２は原稿支持体であるガラス板、８５は原稿の圧板である。

駆動モータ８３を駆動させてワイヤ８４を機械的に動かすことにより、ＣＩＳユニット８１は読取方向（副走査方向）に移動して原稿の画像を読み取ることができる。ＣＩＳユニット８１は、照明部が一体に組み込まれたセンサユニットとして構成されている。この照明部により照明された原稿からの反射光は、ＣＩＳユニット８１のレンズアレイ（不図示）によって光電変換素子７５（図８）に集光され、１ラインごとに画像情報として出力される。このようにして、シート状の原稿を読み取って、その画像信号を出力することが可能となる。

ここでは光電変換素子から出力された光量情報は、アナログ／デジタル変換器（Ａ／Ｄ変換）によりデジタル情報に変換され、さらにデジタル信号処理回路（不図示）によって、計測位置の情報とリンクして画像情報として再構成される。

本実施の形態に係るＣＩＳユニットを搭載したイメージスキャナでは、解像度の変更やスキャンスピードの変更に対しても色ずれなどの影響を受けにくく、安定した画像情報を読取りできるイメージスキャナを実現できる。

本発明は、原稿の同一位置における画像情報を得ることができるので、読取解像度を向上させることができ、特に高解像度の画像読取装置に用いることができる。また発光素子（ＬＥＤ）を点灯させる期間が長いために照射光量を増大でき、原稿の読取時間を短くできる。これにより、高速の画像読取装置に用いることも可能である。

本発明は上記実施の形態に制限されるものではなく、本発明の精神及び範囲から離脱することなく、様々な変更及び変形が可能である。従って、本発明の範囲を公にするために、以下の請求項を添付する。

本願は、２００５年１２月２６日提出の日本国特許出願特願２００５−３７１２２０を基礎として優先権を主張するものであり、その記載内容の全てを、ここに援用する。

Claims (10)

1. 互いに異なる発光スペクトルを有する少なくとも３つの発光素子を有し、読取対象の原稿をライン状に照明する照明部と、
   前記照射部により照射され前記原稿から反射された反射光を電気信号に変換する複数の光電変換素子と、
   各光電変換素子の１画素の読取期間内において、前記発光素子の全てが点灯する全点灯期間と、前記少なくとも３つの発光素子のそれぞれ１つが消灯する複数の消灯期間を持つように前記発光素子を発光させる発光制御手段と、
   前記全点灯期間及び前記複数の消灯期間で前記光電変換素子により変換された電気信号を積分して光量信号として出力する光量積分手段と、
   前記光量積分手段から出力される前記全点灯期間での光量信号と、前記複数の消灯期間のそれぞれに対応する光量信号とに基づいて、前記少なくとも３つの発光素子のそれぞれの光量信号を求める演算手段と、
   を有することを特徴とする画像読取装置。
2. 前記読取期間に亘って前記光電変換素子で得られた電気信号を前記光量積分手段で積分した総光量を求める手段と、
   前記総光量を、前記前記少なくとも３つの発光素子のそれぞれの光量信号に応じて各発光素子に対応する光量情報を算出する按分手段と、
   を更に有することを特徴とする請求項１に記載の画像読取装置。
3. 前記発光制御手段は、前記読取期間において、前記全点灯期間と前記消灯期間とを交互に配置することを特徴とする請求項１又は２に記載の画像読取装置。
4. 前記発光制御手段は、前記読取期間において、前記全点灯期間に続いて、それぞれ消灯する発光素子を変更する複数の消灯期間を連続して配置することを特徴とする請求項１又は２に記載の画像読取装置。
5. 前記演算手段は、前記複数の消灯期間のそれぞれに対応する光量信号と、前記複数の消灯期間のそれぞれで前記発光素子の全てを点灯した場合の予測光量信号との差分に基づいて、前記消灯期間で消灯した発光素子の光量信号を求めることを特徴とする請求項１乃至４のいずれか１項に記載の画像読取装置。
6. 互いに異なる発光スペクトルを有する少なくとも３つの発光素子を有し、読取対象の原稿をライン状に照明する照明部と、前記照射部により照射され前記原稿から反射された反射光を電気信号に変換する複数の光電変換素子とを有する画像読取装置の制御方法であって、
   各光電変換素子の１画素の読取期間内において、前記発光素子の全てが点灯する全点灯期間と、前記少なくとも３つの発光素子のそれぞれ１つが消灯する複数の消灯期間を持つように前記発光素子を発光させる発光制御工程と、
   前記全点灯期間及び前記複数の消灯期間で前記光電変換素子により変換された電気信号を積分して光量信号として出力する光量積分工程と、
   前記光量積分工程で出力される前記全点灯期間での光量信号と、前記複数の消灯期間のそれぞれに対応する光量信号とに基づいて、前記少なくとも３つの発光素子のそれぞれの光量信号を求める演算工程と、
   を有することを特徴とする画像読取装置の制御方法。
7. 前記読取期間に亘って前記光電変換素子で得られた電気信号を前記光量積分手段で積分した総光量を求める工程と、
   前記総光量を、前記前記少なくとも３つの発光素子のそれぞれの光量信号に応じて各発光素子に対応する光量情報を算出する按分工程と、
   を更に有することを特徴とする請求項６に記載の画像読取装置の制御方法。
8. 前記発光制御工程は、前記読取期間において、前記全点灯期間と前記消灯期間とを交互に配置することを特徴とする請求項６又は７に記載の画像読取装置の制御方法。
9. 前記発光制御工程は、前記読取期間において、前記全点灯期間に続いて、それぞれ消灯する発光素子を変更する複数の消灯期間を連続して配置することを特徴とする請求項６又は７に記載の画像読取装置の制御方法。
10. 前記演算工程は、前記複数の消灯期間のそれぞれに対応する光量信号と、前記複数の消灯期間のそれぞれで前記発光素子の全てを点灯した場合の予測光量信号との差分に基づいて、前記消灯期間で消灯した発光素子の光量信号を求めることを特徴とする請求項６乃至９のいずれか１項に記載の画像読取装置の制御方法。

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